/Transformation Series/
V tejto kapitole my bol nápomocný Eric M., evolučný biológ, ktorý odpovedal na moje otázky v jedno slnečné poobedie berlínskeho leta. Trpezlivo mi vysvetľoval jednotlivé pojmy, ktoré v slovníku mojej odbornosti a chápania súvislostí, zneli celkom inak. Text, ktorý čítate je výťahom z nášho trojhodinového rozhovoru. Ďakujem , Eric.
Čo je transformácia?
Transformácia je vývoj jedného druhu, až kým sa nerozdelí na dva druhy. Jeden druh sa transformuje v čase, keď sa väčšinou mení prostredie. Napríklad izolované populácie sa často menia na malých ostrovoch. Slony sa stávajú menšími ako tie na kontinente, pretože ich zdroje sú obmedzené. Tento jav sa nazýva ostrovný worfizmus. Ostrovný gigantizmus je opačný prípad, keď neexistujú žiadne obmedzenia v dôsledku zdrojov alebo predátorov. Vo svojej práci však pozorujem morfologické zmeny na pozostatkoch zvierat.
Nový druh je koniec premeny pôvodného jedného biologického druhu. Koncept hovorí, že ak sa v prírode stretnú dva živočíchy a vytvoria plodné potomstvo, mali by byť z toho istého druhu. Takýto pokus nemôžeme urobiť v prípade fosílií alebo druhov, ktorých prirodzené prostredie je zničené, alebo ak sú tieto zvieratá držané v zajatí. Mali by sme ich pozorovať v prírode. V prítomnosti pozorujeme, že existuje mnoho druhov, ktoré sa šťastne v prírode krížia a majú plodné potomstvo. Preto vedci vyvíjajú iné koncepcie klasifikácie toho, čo je druh (a tým aj transformácia) – napr. na základe genetiky.
Ako dochádza k transformácii?
Keď žačal život, začala aj transformácia. Transformácia je život, každá nová generácia je iná. Náš pohľad je snímka – záber reality, alebo to, čo sa deje medzi snímkami. V angličtine transformácia znamená, že sa stále niečo mení. K premene dochádza spoluhrou medzi náhodnou mutáciou a selekciou. Náhodné mutácie sa vyskytujú neustále. Ty nie si reprodukciou polovice tvojej matky a polovice tvojho otca. Od samého začiatku máš pár zmien genómu, ktoré máš len ty. Ide o dedičné zmeny. Áno, môže sa stať, že počas svojho života zažiješ niečo, čo povedie k zmene prejavu tvojich génov, a túto zmenu budú mať aj tvoje deti. Toto je ďalší typ dedičnej zmeny.
Selekcia (výber) sa deje v dôsledku vonkajšieho tlaku. Napríklad na teba ako jednotlivca a na vás ako skupinu pôsobí menej dravcov (napr. vírusy), takže tvoj imunitný systém sa oslabí. Ak existuje mutácia, ktorá oslabí imunitný systém, a zároveň uvoľní všetku energiu, ktorá sa použije na niečo iné, môže byť priordzene selektovaná. Selekcia prebieha na individuálnej úrovni. Ak má jedinec škodlivú mutáciu – to znamená mutáciu, ktorá mu znemožňuje prežiť alebo sa rozmnožovať vo vonkajších podmienkach, bude selektovaný proti nej. Pod veľkým tlakom vzniká viac mutácií. Väčšina z nich je neutrálna – to znamená, že nie sú pozitívne selektované, ale nie sú selektované ani proti (negatívne). Zostávajú v genetickom fonde, kým nie sú selektované pre alebo proti.
A čo sa deje v čase bez tlaku vonkajšieho prostredia?
Neexistuje nič také ako žiadny tlak. Ak by sme tlak vonkajšieho prostredia nepociťovali, mali by sme veľa potomkov. Potom by bolo okolo nás toľko ľudí, že tlak je ďalšia skupina, ktorá súťaží o rovnaké zdroje (napr. poľnohospodársku pôdu). V tom prípade sa náhodná mutácia, ktorá umožňuje využitie nového zdroja potravy (napr. dospelý jedinec dokáže stráviť mlieko z domáceho zvieraťa chovaného na lúkach), sa môže stať výhodou a v priebehu niekoľkých generácií sa selektovať. Ak neexistujú vonkajšie podmienky, v ktorých by táto náhodná mutácia bola výhodná, môže jednoducho vymrieť – lebo tí, čo mutáciu majú nemôžu mať viac potomstva ako ostatní.
Čo sa deje pred transformáciou, počas nej a po nej?
Pred: Predpokladom je mutácia a schopnosť produkovať potomstvo.
Počas: Mutácia by sa mala selektovať počas viacerých generácií bez toho, aby vonkajší tlak zmenil schopnosť reprodukcie. Selekcia prebieha neustále. Môžu byť selektované mutácie, ktoré pomáhajú udržať jedinca a zároveň aj mutácie, ktoré nie sú najlepšie, ale pomáhajú prežiť v daných podmienkach. Dôležité sú mutácie vyskytujúce sa počas reprodukčného života. Preto je pre nás rakovina veľkým problémom. Ľudia žili kratšie, takže sa vyselektovali všetky mutácie na prežitie rakoviny, pretože ľudia umierali skôr, ako mohli dostať rakovinu.
Po: Koniec transfromácie je nový druh. Toto sú ľubovoľné hranice, ktoré sme stanovili.
Ktoré predpoklady sú potrebné na transformáciu?
Ak máte novú vlastnosť (mutáciu), musíte byť schopní reprodukovať sa na úkor tých, ktorí ju nemajú. Týmto spôsobom sa vlastnosť v populácii rozšíri. Predpokladom je teda mať vlastnosť, ktorá je prospešná, a byť schopný reprodukcie. Evolúcia je tiež skupinová vec. Ľudia musia spolupracovať, pretože v skupine dokážeme prežiť. Pre ľudí platí, že 20 ľudí, ktorí spolupracujú, majú väčšiu šancu prežiť ako 20 jednotlivcov. Ak máme skupinu a existuje centrálna mutácia prospešná pre skupinu, nemusíme vedieť, kto ju má a kto nie, a čo by bolo prospešné (alebo nie), ak sa zmenia podmienky. A ak by tvoje potomstvo túto “pozitívnu” mutáciu nemalo, tak by si svoje deti aj tak neprestala kŕmiť. Ak by si našla sociálne správanie, ktoré by ti pomohlo sa viac sa rozmnožovať, a pravdepodobne by si ho naučila aj svoje potomstvo, rozšírili by sa v poplácí neskôr ich mutácie.
Ako môže transformácia pretrvať?
Ak si zvýhodnený, lebo tvojaindividuálna mutácia je výhodná v súčasnom stave, a aj tvoje deti by ju mali, potom sa šíri. Mutácia sa šíri, ak je výhodná práve teraz, a potom sa bude šíriť v priebehu generácie. Podmienky prostredie by mali byť rovnaké – teda také, v ktorých je mutácia výhodná. A to je nepravdepodobný prípad.
Môže transformácia jednej časti vyvolať transformáciu celku?
V biológii je transformácia závisí od vzájomného pôsobenia schopnosti reprodukcie tvojich potomkov a podmienk, v ktorých žijú / budú žiť.
Môže byť transformácia vedená zvonku alebo / a musí byť zažitá vnútorne?
Biologická premena nezávisí od teba, ale od toho, ako si bol/a počatá/ý. Máš mutáciu a môžeš sa rozmnožovať? Tajomstvo života – narodíš sa, rozmnožuješ a zomrieš – nezávisí od teba. Život sa postará sám o seba. Evolúcia, vývoj druhov, trvajú tisíce generácií. Každá ekologická zmena je založená na reprodukčných cykloch.
Pri manažmente ekosystémov, by sa preto mala zohľadňovať skutočnosť, že každý druh má iný reprodukčný cyklus. V tomto kontexte je každý pokus o orientáciu v premene ekosystému zložitou otázkou. Po prvé, nemôžeme pochopiť všetky vzťahy medzi organizmami a mohli by sme zmeniť niečo, čoho dôsledky nemôžeme vopred vidieť. Po druhé, ak sa pozeráme výlučne na funkciu, je to otázka rozsahu. Ak chceme napríklad v krajine zachovať vodozádržnú funkciu lesa, môžeme vymeniť drevinové zloženie, a želaná funkcia zostane podobná. Ale zmení sa mnoho iných vzťahov medzi organizmami, čo by mohlo priniesť stres a transformáciu systému. Alebo v horšom prípade druhy vymrú alebo sa vysťahujú. V tomto kontexte sa ponúka otázka: mali by sme sa potom zaujímať o dôsledky ľudského správania, napr. odstrániť invázne druhy alebo reintrodukovať vlky? To je filozofická a politická otázka, ktorá má dôsledky na náš stabilný spôsob existencie, a vyvstáva v klasických prípadoch ako napr. ovce, poľnohospodári, vlci – kto má/nemá pravdu? A ak sa rozhodneme pre takéto riešenie, ako budeme merať zmeny? Vo vede stanovujeme ľubovoľné dátumy na kontrolu priebehu transformácie. Ak ich nestanovíme podľa tempa, akým k transformácii dochádza, môžeme ju zmeškať. A je transformácia v mieste merania ukončená alebo pokračuje ďalej?